伺服驅(qū)動(dòng)異常的咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理

閆恩剛

（天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司，甘肅天水 741024）

伺服驅(qū)動(dòng)異常的咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理

閆恩剛

（天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司，甘肅天水 741024）

以數(shù)控車(chē)床產(chǎn)品技術(shù)咨詢(xún)中的故障診斷為實(shí)例，通過(guò)故障現(xiàn)象并借助系統(tǒng)報(bào)警的輔助診斷，分析了故障產(chǎn)生的原因，介紹了異常發(fā)生后的診斷與處理方法;準(zhǔn)確的咨詢(xún)?cè)\斷與快速分析處理，是使數(shù)控機(jī)床得以恢復(fù)正常工作的保證。

伺服驅(qū)動(dòng) 咨詢(xún)?cè)\斷 分析處理

數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的最新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心，也是機(jī)床行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于數(shù)控機(jī)床所具有的高科技含量和高技術(shù)復(fù)雜性，如何有效處理機(jī)床在使用期間的各種各樣問(wèn)題，做到及時(shí)、準(zhǔn)確、快速的診斷與處理，同樣是現(xiàn)今機(jī)床業(yè)發(fā)展不可忽視的重要課題。多年實(shí)踐表明，因伺服驅(qū)動(dòng)異常反應(yīng)出來(lái)的問(wèn)題，其診斷與處理不到位，影響了機(jī)床的正常使用，不僅不能使機(jī)床及時(shí)發(fā)揮作用，也因此為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失的列子屢見(jiàn)不鮮。因此，解決應(yīng)用中存在的問(wèn)題，迅速診斷故障，也是保證機(jī)床可靠運(yùn)行，提高設(shè)備利用率的關(guān)鍵。

數(shù)控車(chē)床的伺服驅(qū)動(dòng)單元一般有X（橫向）軸、Z（縱向）軸二軸，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的進(jìn)給運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)單元包括電源模塊和驅(qū)動(dòng)模塊（功率模塊），電源模塊為NC和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置提供控制的動(dòng)力電源，產(chǎn)生母線(xiàn)電壓，同時(shí)承擔(dān)監(jiān)測(cè)電源和模塊狀態(tài);驅(qū)動(dòng)模塊構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行部分。

1 伺服驅(qū)動(dòng)異常的咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理

（1）咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理1

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK6636數(shù)控車(chē)床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 802D sl，主軸傳動(dòng)系統(tǒng)為齒輪傳動(dòng)，經(jīng)滑移齒輪，實(shí)現(xiàn)分檔無(wú)級(jí)調(diào)速，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，SIEMENS 611驅(qū)動(dòng)控制，配有光柵尺實(shí)現(xiàn)位置調(diào)節(jié)閉環(huán)控制，電子手輪手動(dòng)進(jìn)給，四工位刀架，SIEMENS PLC S7－300邏輯控制器，Profibus接口等功能，機(jī)床配有集中潤(rùn)滑裝置及冷卻裝置。

異?，F(xiàn)象描述：機(jī)床開(kāi)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)用戶(hù)報(bào)警380500，系統(tǒng)自診斷為伺服驅(qū)動(dòng)報(bào)警;Z1，X1，025201報(bào)警，系統(tǒng)自診斷為嚴(yán)重伺服軸驅(qū)動(dòng)故障;Z1，X1，025202報(bào)警，自診斷故障為等待驅(qū)動(dòng)，當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)無(wú)法通訊時(shí)，報(bào)警會(huì)持續(xù)存在。

咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理：通過(guò)系統(tǒng)自診斷報(bào)警功能提示可以看出，機(jī)床故障反應(yīng)在伺服驅(qū)動(dòng)部位，通過(guò)觀察SIEMENS 611驅(qū)動(dòng)裝置模塊上的LED顯示，可以看到系統(tǒng)故障報(bào)告為：E－A607及E－A608跳轉(zhuǎn)。系統(tǒng)報(bào)警描述：該報(bào)警為伺服電動(dòng)機(jī)線(xiàn)或動(dòng)力母線(xiàn)接觸不良或斷線(xiàn)造成缺相，所產(chǎn)生的故障報(bào)警。目測(cè)檢查X1軸驅(qū)動(dòng)器模塊內(nèi)部的下端有電火花打火現(xiàn)象，停機(jī)后拆下X1軸驅(qū)動(dòng)器模塊，檢查打火部位，對(duì)接觸不良接觸點(diǎn)重新進(jìn)行緊固處理，同時(shí)考慮因灰塵產(chǎn)生靜電，對(duì)線(xiàn)路板也進(jìn)行了清理;重新開(kāi)機(jī)并試機(jī)，機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)恢復(fù)正常，故障迅速得到排除。

（2）咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理2

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK6185數(shù)控車(chē)床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 802D，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，SIEMENS 611驅(qū)動(dòng)控制，SIEMENS PLC S7－200邏輯控制器，Profibus接口等功能。

異?，F(xiàn)象描述：機(jī)床開(kāi)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)用戶(hù)026106#Z軸驅(qū)動(dòng)報(bào)警，故障診斷為：找不到用于指定伺服軸的驅(qū)動(dòng)。

咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理：通過(guò)系統(tǒng)報(bào)警自診斷可以看出，系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)置與伺服驅(qū)動(dòng)通訊存在問(wèn)題，即系統(tǒng)產(chǎn)生指令不能輸出給驅(qū)動(dòng)軸或沒(méi)有合適的匹配設(shè)置。產(chǎn)生上述可能原因有：使用了錯(cuò)誤的SDB1000或沒(méi)有選擇相同驅(qū)動(dòng)的輸入輸出槽地址，即系統(tǒng)指定地址位錯(cuò)誤，也就是說(shuō)指定的驅(qū)動(dòng)器號(hào)在總線(xiàn)中不存在。另一種可能原因?yàn)椋篗D30240 CTRLOUT－TYPE的參數(shù)設(shè)定輸入狀態(tài)設(shè)置不正確，與驅(qū)動(dòng)進(jìn)給不匹配。該機(jī)床為新進(jìn)正待調(diào)試的設(shè)備，考慮運(yùn)輸?shù)仍颍紫葘?duì)驅(qū)動(dòng)裝置的系統(tǒng)連接及總線(xiàn)、總線(xiàn)插頭、接地等進(jìn)行了排查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)連接卡槽有接插松動(dòng)的現(xiàn)象，重新進(jìn)行了調(diào)整并緊固后機(jī)床驅(qū)動(dòng)進(jìn)給恢復(fù)正常。確保了機(jī)床的早日投入使用。

（3）咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理3

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK61100數(shù)控車(chē)床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 802D，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，SIEMENS 611驅(qū)動(dòng)控制，SIEMENS PLC S7－300邏輯控制器，Profibus接口等控制功能。

異?，F(xiàn)象描述：機(jī)床開(kāi)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)用戶(hù)報(bào)警380500，系統(tǒng)自診斷為伺服驅(qū)動(dòng)Proflbus－DP報(bào)警;驅(qū)動(dòng)Z1軸026101，故障診斷為：Z1軸伺服驅(qū)動(dòng)不能通訊;驅(qū)動(dòng)X1軸，026102報(bào)警，系統(tǒng)自診斷為X1伺服軸不再和機(jī)床實(shí)際值同步（參考點(diǎn)）。

咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理：通過(guò)系統(tǒng)自診斷報(bào)警功能提示可以看出，機(jī)床故障反應(yīng)在伺服驅(qū)動(dòng)通訊故障，同時(shí)反應(yīng)出了伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)給軸的參考點(diǎn)與系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)定存在不同步的問(wèn)題。經(jīng)反復(fù)檢測(cè)伺服放大器至伺服進(jìn)給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)通訊線(xiàn)及PROFLBUS－DP總線(xiàn)的連接情況，發(fā)現(xiàn)其接點(diǎn)表面有銹蝕的現(xiàn)象?？赡茉?yàn)椋旱貐^(qū)濕度大，因長(zhǎng)期氣候潮濕，形成接點(diǎn)表面銹蝕。采取清除銹蝕的處理措施，并重新聯(lián)機(jī)，系統(tǒng)報(bào)警消除。啟動(dòng)機(jī)床并回參考點(diǎn)，重新調(diào)整參考點(diǎn)設(shè)置，機(jī)床系統(tǒng)恢復(fù)正常。

（4）咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理4

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK61125數(shù)控車(chē)床，數(shù)控系統(tǒng)配置SIEMENS 810D，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，SIEMENS611驅(qū)動(dòng)控制，SIEMENS PLC S7－300邏輯控制器，Profibus接口等控制功能。

異?，F(xiàn)象描述：機(jī)床開(kāi)機(jī)后隨機(jī)出現(xiàn)用戶(hù)報(bào)警提示380500 Profibus－DP：總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)（有時(shí)是X或Z交替）出錯(cuò)報(bào)警。但關(guān)機(jī)后重新開(kāi)機(jī)，機(jī)床又可以正常工作。

咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理：因?yàn)樵搱?bào)警處于時(shí)有時(shí)無(wú)的隨機(jī)現(xiàn)象，經(jīng)數(shù)次開(kāi)關(guān)機(jī)試驗(yàn)機(jī)床無(wú)異常，通過(guò)檢查總線(xiàn)、總線(xiàn)插頭，確認(rèn)連接牢固、正確，接地可靠。但幾天后，故障重新出現(xiàn)，檢查611UE伺服驅(qū)動(dòng)LED顯示為：“E－B280”報(bào)警，故障原因?yàn)殡娏鳈z測(cè)錯(cuò)誤，測(cè)量驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓，發(fā)現(xiàn)實(shí)際輸入電壓偏高。重新調(diào)節(jié)變壓器的輸入電壓至標(biāo)準(zhǔn)值，機(jī)床恢復(fù)正常，報(bào)警未再出現(xiàn)。

（5）咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理5

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK64125/1.5M端面車(chē)床，F(xiàn)ANUC 0i TD數(shù)控系統(tǒng)，主傳動(dòng)系統(tǒng)為齒輪傳動(dòng)，經(jīng)滑移齒輪，實(shí)現(xiàn)分擋無(wú)級(jí)調(diào)速，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)ANUC伺服驅(qū)動(dòng)控制，配有光柵尺實(shí)現(xiàn)位置調(diào)節(jié)閉環(huán)控制，電子手輪手動(dòng)進(jìn)給，四工位刀架，F(xiàn)ANUC內(nèi)置式PLC邏輯控制器，Profibus接口等功能，機(jī)床配有集中潤(rùn)滑裝置及冷卻裝置。

異?，F(xiàn)象描述：機(jī)床不工作時(shí)無(wú)報(bào)警，切削2 mm時(shí)機(jī)床出現(xiàn)0401報(bào)警。系統(tǒng)自診斷為：伺服放大器準(zhǔn)備好信號(hào)（*DRDY）變成OFF，或者在運(yùn)行中變成OFF。

咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理：方法①，開(kāi)始—確認(rèn)伺服放大器的LED顯示—［－］否（無(wú)亮燈）—確認(rèn)伺服放大器模塊的輸入電源電壓－正常（是）—伺服放大器模塊不良—（否）檢查電源模塊。按照上述步驟檢查排除了伺服放大器模塊和電源模塊異常的問(wèn)題。方法②，開(kāi)始－確認(rèn)伺服放大器的LED顯示—［－］是—確認(rèn)DC回路電壓—AC100 V是否正常（是）—問(wèn)題的可能原因?yàn)椋核欧糯笃髂K—主板間的電纜斷線(xiàn)或主板不良。經(jīng)反復(fù)排查確認(rèn)伺服放大器模塊—主板間的電纜斷線(xiàn)，采取更換的處理措施，機(jī)床系統(tǒng)恢復(fù)正常。

（6）咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理6

出現(xiàn)異常的數(shù)控設(shè)備為：CK61200/5M數(shù)控車(chē)床，F(xiàn)ANUC 0i TD數(shù)控系統(tǒng)，X、Z二軸采用交流伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)ANUC驅(qū)動(dòng)模塊控制，內(nèi)置式PLC邏輯控制器，Profibus接口等控制功能。

異?，F(xiàn)象描述：機(jī)床開(kāi)機(jī)后出現(xiàn)414號(hào)報(bào)警。系統(tǒng)自診斷為伺服驅(qū)動(dòng)報(bào)警;具體含義是X或Z軸位置測(cè)量系統(tǒng)出錯(cuò)，同時(shí)出現(xiàn)401號(hào)報(bào)警。

咨詢(xún)?cè)\斷與分析處理：該機(jī)床為新進(jìn)不久，正待調(diào)試的設(shè)備。關(guān)于401號(hào)伺服驅(qū)動(dòng)報(bào)警，按如下方法進(jìn)行檢測(cè)：觀察伺服

驅(qū)動(dòng)放大器的LED無(wú)顯示，此時(shí)需要檢測(cè)伺服放大器的電源電壓是否正常，電壓正常則說(shuō)明伺服放大器有故障：電壓不正常就基本排除了伺服放大器存在問(wèn)題的可能，應(yīng)繼續(xù)檢查輸入電源強(qiáng)電電路。

根據(jù)上述排查故障的診斷思路，檢查伺服放大器的輸入電源電壓，發(fā)現(xiàn)+24 V的輸入連接存在問(wèn)題，重新處理并開(kāi)機(jī)401號(hào)報(bào)警排除，但414報(bào)警仍然存在，檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)至伺服驅(qū)動(dòng)放大器的連接，未發(fā)現(xiàn)異常。調(diào)用系統(tǒng)菜單進(jìn)入系統(tǒng)自診斷功能，提示有低電壓信號(hào)指示。檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器輸入端，無(wú)輸入電壓，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，空開(kāi)三相進(jìn)線(xiàn)電源的輸出端存在問(wèn)題，反復(fù)關(guān)閉電源空氣開(kāi)關(guān)數(shù)次后，重新檢測(cè)輸入電壓正常，重新開(kāi)機(jī)機(jī)床恢復(fù)正常工作。故障原因?yàn)椋嚎諝忾_(kāi)關(guān)接點(diǎn)不到位，使伺服放大器的輸入端沒(méi)有電源電壓。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上咨詢(xún)?cè)\斷實(shí)例可以看出，利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷報(bào)警功能，了解機(jī)床系統(tǒng)的故障狀態(tài)，掌握數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床的基本性能和控制過(guò)程，以及它們之間的相互聯(lián)系，是準(zhǔn)確分析和診斷故障部位，做到及時(shí)、準(zhǔn)確、快速地咨詢(xún)?cè)\斷并確認(rèn)排除故障的行之有效方法。同時(shí)也反映出只有合理、正確運(yùn)用數(shù)控知識(shí)，才是使數(shù)控機(jī)床安全、可靠運(yùn)行的保證。

［1］王愛(ài)玲.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［2］王愛(ài)玲.數(shù)控原理及數(shù)控系統(tǒng)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［3］葉蓓華.數(shù)字控制技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.

［4］北京航空學(xué)院.數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1997.

［5］北京發(fā)那科有限公司.發(fā)那科FANUC 0i－A維修說(shuō)明書(shū)［Z］.2008.

［6］北京發(fā)那科有限公司.發(fā)那科FANUC 0i－A參數(shù)說(shuō)明書(shū)［Z］.2008.

［7］北京中國(guó)西門(mén)子公司.西門(mén)子SIEMENS 802D診斷手冊(cè)［Z］.2002.

作者：閆恩剛，男，1960年生，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)閿?shù)控機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)及技術(shù)支持、設(shè)計(jì)咨詢(xún)，已發(fā)表論文17篇。

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Consultation，diagnosis and analysis processing of servo drives abnormality

YAN Engang
（Tianshui Spark Machine Tool Co.，Ltd.，Tianshui 741024 ，CHN）

The article uses the failure diagnosis for technical advice in the CNC lathe products as an example，through the failure phenomenon with the help of the auxiliary system alarm diagnosis，analyzes the causes for the failure，introduces the diagnosis and treatment methods after the abnormality;accurate consultation and diagnosis，treatment，and rapid analysis guarantee the normal work resume of CNC machine tools.

Servo Drive;Consultation and Diagnosis;Analytical Processing

TG659

A

（編輯 李 靜）（

2012－06－28）

130434